生物医用材料 2
生物医用材料分类
生物医用材料分类如下：
1.金属材料：包括不锈钢、钛合金、镍钛合金等，用于制作植入
器械、人工关节等。
2.生物陶瓷材料：包括氧化铝、氧化锆等，用于制作人工关节、
牙科材料等。
3.聚合物材料：包括聚乳酸、聚酯、聚酰胺等，用于制作缝合线、
人工心脏瓣膜、人工血管等。
4.生物可降解材料：包括聚乳酸、聚羟基乙酸等，可以在人体内
逐渐降解，用于制作缝合线、骨修复材料等。
5.生物活性材料：包括蛋白质、多肽、DNA等，可以用于制作生物
传感器、药物递送系统等。
6.天然材料：包括动物组织、植物组织等，可以用于制作皮肤移
植、角膜移植等。
以上是一些常见的生物医用材料分类，不同种类的材料具有不同的特性和应用，可以根据实际需要选择合适的材料。
生物医用材料有哪些
生物医用材料有哪些
生物医用材料是指用于医学治疗、修复和替代组织或器官的材料。
它们在医学领域发挥着重要作用，可以用于骨科、牙科、软组织修复、药物输送系统等方面。
下面我们就来了解一下生物医用材料的种类和应用。
首先，生物医用材料可以分为金属材料、聚合物材料和陶瓷材料三大类。
金属材料包括钛合金、不锈钢等，它们具有良好的力学性能和生物相容性，常被用于骨科植入物的制造。
聚合物材料包括聚乳酸、聚酰胺等，具有较好的可塑性和生物相容性，常被用于软组织修复和药物输送系统。
陶瓷材料具有优异的耐磨性和生物相容性，常被用于牙科修复和人工关节制造。
其次，生物医用材料在临床上有着广泛的应用。
比如，钛合金植入物可以用于骨折固定、人工关节等领域，聚乳酸材料可以用于可降解的缝合线和修复软组织，陶瓷材料可以用于牙科修复和人工关节制造。
此外，生物医用材料还可以用于药物输送系统，通过控制释药速率，提高药物的疗效和减少副作用。
另外，随着生物医用材料领域的不断发展，生物可降解材料、生物仿生材料等新型材料也逐渐应用于临床。
生物可降解材料可以在组织修复完成后逐渐降解，避免二次手术取出植入物的痛苦。
生物仿生材料则是通过模仿自然界的结构和功能设计材料，以达到更好的生物相容性和功能性。
总的来说，生物医用材料在医学领域有着重要的地位，不断涌现出新的材料和应用。
随着科学技术的不断进步，相信生物医用材料会在未来发展出更多种类和更广泛的应用，为人类健康事业做出更大的贡献。
生物医用复合材料
生物医用复合材料生物医用复合材料(biomedical composite materials) 是由两种或两种以上的不同材料复合而成的生物医用材料，它主要用于人体组织的修复、替换和人工器官的制造［1］。
长期临床应用发现，传统医用金属材料和高分子材料不具生物活性，与组织不易牢固结合，在生理环境中或植入体内后受生理环境的影响，导致金属离子或单体释放，造成对机体的不良影响。
而生物陶瓷材料虽然具有良好的化学稳定性和相容性、高的强度和耐磨、耐蚀性，但材料的抗弯强度低、脆性大，在生理环境中的疲劳与破坏强度不高，在没有补强措施的条件下，它只能应用于不承受负荷或仅承受纯压应力负荷的情况。
因此，单一材料不能很好地满足临床应用的要求。
利用不同性质的材料复合而成的生物医用复合材料，不仅兼具组分材料的性质，而且可以得到单组分材料不具备的新性能，为获得结构和性质类似于人体组织的生物医学材料开辟了一条广阔的途径，生物医用复合材料必将成为生物医用材料研究和发展中最为活跃的领域。
1. 生物医用复合材料组分材料的选择要求生物医用复合材料根据应用需求进行设计，由基体材料与增强材料或功能材料组成，复合材料的性质将取决于组分材料的性质、含量和它们之间的界面。
常用的基体材料有医用高分子、医用碳素材料、生物玻璃、玻璃陶瓷、磷酸钙基或其他生物陶瓷、医用不锈钢、钻基合金等医用金属材料；增强体材料有碳纤维、不锈钢和钛基合金纤维、生物玻璃陶瓷纤维、陶瓷纤维等纤维增强体，另外还有氧化锆、磷酸钙基生物陶瓷、生物玻璃陶瓷等颗粒增强体。
植入体内的材料在人体复杂的生理环境中，长期受物理、化学、生物电等因素的影响，同时各组织以及器官间普遍存在着许多动态的相互作用，因此，生物医用组分材料必须满足下面几项要求：(1)具有良好的生物相容性和物理相容性，保证材料复合后不出现有损生物学性能的现象；(2)具有良好的生物稳定性，材料的结构不因体液作用而有变化，同时材料组成不引起生物体的生物反应；(3)具有足够的强度和韧性，能够承受人体的机械作用力，所用材料与组织的弹性模量、硬度、耐磨性能相适应，增强体材料还必须具有高的刚度、弹性模量和抗冲击性能；(4)具有良好的灭菌性能，保证生物材料在临床上的顺利应用。
常用的生物医学材料
常用的生物医学材料生物医学材料是指应用于医学领域的各种材料，包括生物材料、医用材料以及药物材料等。
这些材料的选择和使用对于医学领域的发展和进步有着至关重要的作用。
本文将介绍一些常用的生物医学材料。
一、生物材料生物材料是指可以与生物体相互作用的天然或人工材料。
生物材料的使用已经广泛应用于医学领域，如心脏起搏器、人工关节、血管支架、牙齿修复和移植等，使得生命质量得到了显著提高。
1. 骨代用材料骨代用材料主要用于骨折治疗、骨缺损修复和骨肿瘤切除等影响骨组织完整性和功能的疾病。
目前常见的骨代用材料包括天然骨、合成高分子材料、生物玻璃和金属材料等。
其中，生物活性材料是一种可以与生命体相互作用的材料，例如在人体内能够促进骨组织再生的生物玻璃。
2. 高分子材料高分子材料是一种由碳、氢、氮、氧等元素构成的天然或人工材料，具有优良的生物相容性、生物降解性和可调控性。
在医学领域中，高分子材料被广泛应用于制备医用导管、人工心脏瓣膜、膜过滤器、人工血管和药物缓释材料等。
3. 物理治疗材料物理治疗材料指的是可以应用于物理治疗的各种材料，例如红外线、紫外线、高频电疗、低频电疗、超声波、磁导航等。
这些材料可以用于促进伤口愈合和组织修复、改善血液循环、缓解疼痛等。
二、医用材料医用材料是指用于直接治疗、医疗或诊断的各种材料。
医用材料不仅具有一定的生物相容性和生物安全性，还需要具有明确的性能指标和使用规范。
1. 医用耗材医用耗材是指医疗机构、医生和病人在医学实践中所需的一次性使用的材料和设备，包括注射器、输液器、静脉导管、手套、口罩等。
医用耗材的生产、销售和使用需遵守国家相关标准和法律法规。
2. 植入材料植入材料是指可以植入人体的各种生物材料和医用材料，如心脏起搏器、人工耳蜗、隐形眼镜、外科缝合线等。
植入材料的生产和使用需遵守严格的质量管理和规范化要求，确保材料质量和使用安全性。
3. 医用影像材料医用影像材料是指用于医疗影像检查、诊断和治疗的各种材料，如X线片、CT、MRI、超声波等。
生物医用敏感材料
凝胶上可显著增加凝胶收缩
速率
PNIPAm 疏水成
核作用
用PNIPAm类水凝胶可实现脉冲药品释放(ON/OFF释放)，可望 用于口服、植入或透皮药品释放体系。
生物医用敏感材料
第14页
N－取代基疏水性对凝胶温度刺激响应影响：
疏水性增大
取代基疏水性
越强，凝胶在体 积相转变温度处 产生体积改变越 大，温度响应越 显著，且相变温 度越低。
如羧基或氨基，这些基团解离受外界pH影响： （1）pH改变时，解离程度改变，造成凝胶内外
离子强度改变； （2）解离还会破坏凝胶内氢键，交联点降低，
造成网络结构发生改变，引发溶胀。 ▪ 相体积转变可逆
生物医用敏感材料
第19页
2. 甲基丙烯酸烷酯（n-AMA）和二甲基氨乙 基丙烯酸酯（DMA）交联凝胶
SMP是指对已经赋形高聚物在一
定条件下（如加热、光照、改变酸碱度、 磁场等）实施变形，将这种变形状态保 留下来；当聚合物再进行加热、光照或 者改变酸碱度等刺激时候，聚合物又能 够恢复到其原来赋形状态
生物医用敏感材料
第41页
Time series photographs that show the recovery of a shape-memory tube. (a)-(f) Start to finish of the process takes a total of 10 s at 50°C. The tube was made of a poly(ε-caprolactone)dimethacrylate polymer network (the Mn of the network’s switching segments was 104 gmol-1) that had been programmed to form a flat helix.
《生物医用材料》课件
案例二
总结词
药物载体的新选择
详细描述
可降解高分子材料具有良好的生物相容性和可降解性，是 药物载体的理想选择。这种材料可以在体内降解，减少了 对身体的副作用和不良反应。
总结词
材料的合成与改性
详细描述
为了提高可降解高分子材料的载药量、稳定性和靶向性， 需要进行合成和改性研究。通过化学修饰和共聚等手段， 可以改善材料的性能，提高药物的包覆率和释放效果。
系统生物学与生物医用材料
结合系统生物学的研究方法，深入探究生物医用材料与人体组织之间 的相互作用机制，为新材料的研发和应用提供理论支持。
05
案例分析
案例一
总结词
骨修复领域的创新应用
详细描述
生物活性玻璃陶瓷材料是一种新型的骨修复材料，具有良 好的生物相容性和骨传导性。它在骨修复领域的应用已经 得到了广泛认可，能够有效地促进骨组织的再生和修复。
某些生物医用材料具有诱导骨形成的特性，可通 过体内外实验验证其诱导骨生成的潜力。
生长因子活性
某些生物医用材料能够吸附和释放生长因子，促 进组织再生，可通过实验验证其生长因子活性。
抗菌性能
某些生物医用材料具有抗菌性能，可抑制微生物 的生长，可通过实验验证其抗菌效果。
体内植入实验
短期植入
功能评价
将生物医用材料植入动物体内，观察 短期内的组织反应和材料性能变化。
总结词
应用范围与限制
详细描述
可降解高分子材料在药物载体领域的应用已经得到了广泛 的研究和探索。然而，其应用仍受到一些限制，如材料的 降解速度和药物的释放速度需要精确控制，同时也需要进 一步研究其长期稳定性和安全性。
案例三
总结词
癌症治疗的新突破
生物医用材料开发生产方案(二)
生物医用材料开发生产方案一、实施背景随着医疗技术的不断发展，生物医用材料的需求量逐渐增加。
目前，市面上的生物医用材料大多由传统材料制成，存在一定的局限性。
因此，开发新型的生物医用材料至关重要。
本方案旨在从产业结构改革的角度出发，开发一种具有创新性的生物医用材料，以满足临床需求。
二、工作原理本方案所开发的生物医用材料主要基于生物相容性材料，通过特殊的加工工艺，使其具有优良的生物医学性能。
该材料主要由基材、活性成分和表面改性层组成。
基材选用具有优异生物相容性的高分子材料，如聚乳酸、聚己内酯等；活性成分则选用具有治疗作用的中药有效成分或生物药物；表面改性层则采用纳米技术，以提高材料的亲水性和生物相容性。
三、实施计划步骤1.确定市场需求：对当前市场上的生物医用材料进行调研，了解临床需求及市场空白。
2.材料选型与设计：根据市场需求，选择合适的基材、活性成分和表面改性层，进行材料设计。
3.制备与优化：通过实验制备出样品，并进行表面改性处理，优化材料的生物相容性和稳定性。
4.动物实验：将优化后的材料用于动物实验，评估其生物医学性能及安全性。
5.临床试验：在确保材料安全性的基础上，进行临床试验，评估其在实际应用中的效果。
6.批量生产：根据临床试验结果，对材料进行进一步优化后，开始批量生产。
7.市场推广：将产品投放市场，并进行持续的跟踪与评估。
四、适用范围本方案所开发的生物医用材料适用于多种医疗领域，如组织工程、药物载体、医疗器械等。
具体适用范围包括：1.组织工程：用于构建人工器官、组织等，为临床提供更合适的移植材料。
2.药物载体：将药物包裹在生物医用材料中，提高药物的稳定性及靶向性。
3.医疗器械：用于制造医疗设备，如导管、支架等，提高其生物相容性和使用寿命。
五、创新要点本方案在产业结构改革的角度下，将先进的纳米技术应用于生物医用材料的开发，实现了以下创新：1.采用纳米技术提高材料的亲水性和生物相容性，使其在体内具有良好的生物相容性及稳定性。
医用生物材料：再生医学的基石
医用生物材料是一种可用于替代或修复受损组织或器官的材料，是再生医学的基石之一。
医用生物材料包括天然和人工合成两大类，其中天然材料主要来自于动物、植物或细胞外基质等生物来源，如骨、软骨、胶原蛋白等；人工合成材料则由化学、物理等方法制备而成，如聚乳酸、聚氨酯、聚酯等。
医用生物材料在再生医学中的应用非常广泛，其主要作用有：
1. 柔软组织修复：医用生物材料可以在软组织缺损处填充并促进组织愈合，用于修复皮肤、软骨、肌腱等组织。
2. 骨缺损修复：医用生物材料可以通过各种方式，如注射、涂敷、植入等，促进骨的再生和修复，用于治疗骨折、骨缺损、骨质疏松等骨科疾病。
3. 器官修复和替换：医用生物材料可以用于修复和替换人体内的各种器官，如心脏、肝脏、肾脏等。
4. 肿瘤治疗：医用生物材料还可以用于肿瘤治疗，如在肿瘤切除术中使用生物粘合剂、凝胶材料等，防止肿瘤细胞的扩散和转移。
医用生物材料的应用能够有效地改善人类健康状况，帮助患者恢复或提高生活质量。
但是，医用生物材料的开发和应用需要严格的安全性和有效性评估，以确保它们的可靠性和耐久性，同时也需要考虑它们对患者的耐受性、免疫反应等影响。
随着再生医学领域的不断发展和技术的进步，医用生物材料的研究和应用前景将会更加广阔。
生物医用材料
生物医用材料综述按照我的理解，生物医用材料是与我们生命个体有关，在医学方面对我们有生物意义的特殊材料。
生物医用材料，对我们非医学专业的人来说，是一个专业性较强的词汇。
从专业角度来说，生物医用材料指的是一类具有特殊性能、特种功能，用于人工器官、外科修复、理疗康复、诊断、治疗疾患，而对人体组织不会产生不良影响的材料。
生物医用材料应用广泛，品种很多，有不同的分类方法。
根据材料本身的性质分为医用金属材料、医用高分子材料、生物陶瓷材料、医用复合材料和新起步的生物衍生材料五大类。
1) 医用金属材料主要适用于人体硬组织的修复和置换，有钴基合金、不锈钢、钛及钛合金、贵金属系、形状记忆合金、金属磁性材料等七大类。
医用金属材料的显著特点是具有较高的强度和韧性，加工性能好，工艺成熟稳定可靠，广泛用于齿科充填、人工关节、人工心脏、磁疗、放射疗法、药物载体、生殖控制等。
2) 生物陶瓷材料是近年来得到较快发展的一类生物材料，应用范围与医用金属材料类似。
生物陶瓷材料的优点是生物相容性好，同时又具有一定的强度和耐腐蚀性.但脆性和加工成型困难，仍是制约生物陶瓷广泛应用的两个最大难题.医用高分子材料是生物材料中的最大家族。
3) 医用高分子材料，包括合成和天然高分子，品种达100多种，已被广泛应用于各种韧带、肌腱、皮肤、血管、角膜、骨和牙以及各种人工器官脏器的修复和制造。
根据材料的性质分为生物降解和非生物降解材料两大类。
事实上，正是由于高分子科学的发展才确立了生物医学材料的学科地位。
4) 生物复合材料是上述三种材料任意两种以上复合而成的。
生物医学材料的研究仍属于仿生学范畴。
目前已实用的生物复合材料主要有表面涂层复合生物材料（如烤瓷假牙等）、纤维增强医用复合材料（如弹性骨折内固定板、可降解骨折内固定板等）。
当然，也可根据材料行为分为近于生物惰性的、生物活性的和可生物降解的三种基本类型。
5) 生物衍生材料的主要成分是活性生物组织, 用于人工心脏瓣膜、皮肤掩膜、骨修复体、血管化学修复体等。
二氧化硅在生物医学材料中的应用
二氧化硅在生物医学材料中的应用二氧化硅，又称为二氧化硅或二氧化硅，是一种常见的无机化合物，其化学式为SiO2。
由于其化学稳定性、高机械强度、生物相容性等优秀性质，二氧化硅在生物医学材料中得到了广泛的应用。
1.二氧化硅在生物医用材料中的作用机制二氧化硅在生物医用材料中的主要作用机制是物理保护。
二氧化硅由于高机械强度和硬度，能够提供优异的抗磨损和耐久性。
此外，SiO2的化学性质较为稳定，也可以防止生物体内化学反应对材料的破坏。
此外，二氧化硅具有较高的生物相容性，因此可以直接被人体所接受。
2.二氧化硅在人造关节中的应用人工关节是一种重要的生物医学材料，在骨科临床中有广泛应用。
而二氧化硅在人造关节中的应用则凸显了其优越性能。
二氧化硅能够增加关节表面的硬度和耐久性，有助于提高人工关节的寿命。
此外，由于二氧化硅具有较高的生物相容性，可以直接接触骨组织，有助于促进人工关节与正常骨组织间的结合。
3.二氧化硅在骨组织工程中的应用骨组织工程是一种力学化学方法，用于修复和再生损伤的骨组织。
二氧化硅在骨组织工程中有着广泛的应用。
由于其化学性质稳定，而且能够促进细胞的增殖和分化。
因此，二氧化硅可以用于制备骨修复支架，有助于促进骨再生。
此外，二氧化硅还可以提高骨细胞的数量和稳定性，促进骨生长的同时降低排斥反应的发生。
4.二氧化硅在制备医用纳米材料中的应用随着生物医学技术的不断进步，人们对医用材料的要求越来越高，因而诞生了各种各样的医用纳米材料。
二氧化硅在制备医用纳米材料中有着非常广泛的应用。
由于SiO2的化学性质稳定，且纳米级别的二氧化硅具有较强的生物相容性和生物安全性，因此可以用于制备各种医用纳米材料，如磁性纳米颗粒、金属纳米颗粒等。
综上所述，二氧化硅在生物医学材料中具有非常广泛的应用价值。
未来，随着科学技术的不断提高，人们对二氧化硅的认识也会变得更加深入，并发掘更多的新的用途。
生物医用材料
生物医用材料 The manuscript was revised on the evening of 2021生物医学材料指的是一类具有特殊性能、特种功能，用于人工器官、外科修复、理疗康复、诊断、治疗疾患，而对人体组织不会产生不良影响的材料。
现在各种合成材料和天然高分子材料、金属和合金材料、陶瓷和碳素材料以及各种复合材料，其制成产品已经被广泛地应用于临床和科研。
生物医用材料是用来对于生物体进行诊断、治疗、修复或替换其病损组织、器官或增进其功能的新型高技术材料，它是研究人工器官和医疗器械的基础，己成为材料学科的重要分支，尤其是随着生物技术的莲勃发展和重大突破，生物材料己成为各国科学家竞相进行研究和开发的热点。
二关键词:生物，医学，材料，医疗器械，创伤，组织，植入biomedical material， new materials三文献综述1生物医用材料定义生物医用材料（biomedical material）是用于对生物体进行诊断、治疗、修复或替换其病损组织、器官或增进其功能的新型高技术材料。
它是研究人工器官和医疗器械的基础，己成为材料学科的重要分支，尤其是随着生物技术的莲勃发展和重大突破，己成为各国科学家竞相进行研究和开发的热点。
当代生物材料已处于实现重大突破的边缘，不远的将来，科学家有可能借助于生物材料设计和制造整个人体器官，生物医用材料和制品产业将发展成为本世纪世界经济的一个支柱产业.由生物分子构成生物材料，再由生物材料构成生物部件。
生物体内各种材料和部件有各自的生物功能。
它们是“活”的，也是被整体生物控制的。
生物材料中有的是结构材料，包括骨、牙等硬组织材料和肌肉、腱、皮肤等软组织；还有许多功能材料所构成的功能部件，如眼球晶状体是由晶状体蛋白包在上皮细胞组成的薄膜内而形成的无散射、无吸收、可连续变焦的广角透镜。
在生物体内生长有不同功能的材料和部件，材料科学的发展方向之一是模拟这些生物材料制造人工材料。
生物医用材料
生物医学材料指的是一类具有特殊性能、特种功能，用于人工器官、外科修复、理疗康复、诊断、治疗疾患，而对人体组织不会产生不良影响的材料。
现在各种合成材料和天然高分子材料、金属和合金材料、陶瓷和碳素材料以及各种复合材料，其制成产品已经被广泛地应用于临床和科研。
生物医用材料是用来对于生物体进展诊断、治疗、修复或替换其病损组织、器官或增进其功能的新型高技术材料，它是研究人工器官和医疗器械的根底，己成为材料学科的重要分支，尤其是随着生物技术的莲勃开展和重大突破，生物材料己成为各国科学家竞相进展研究和开发的热点。
二关键词:生物，医学，材料，医疗器械，创伤，组织，植入biomedical material，new materials三文献综述1生物医用材料定义生物医用材料〔biomedical material〕是用于对生物体进展诊断、治疗、修复或替换其病损组织、器官或增进其功能的新型高技术材料。
它是研究人工器官和医疗器械的根底，己成为材料学科的重要分支，尤其是随着生物技术的莲勃开展和重大突破，生物材料己成为各国科学家竞相进展研究和开发的热点。
当代生物材料已处于实现重大突破的边缘，不远的将来，科学家有可能借助于生物材料设计和制造整个人体器官，生物医用材料和制品产业将开展成为本世纪世界经济的一个支柱产业.由生物分子构成生物材料，再由生物材料构成生物部件。
生物体内各种材料和部件有各自的生物功能。
它们是“活〞的，也是被整体生物控制的。
生物材料中有的是构造材料，包括骨、牙等硬组织材料和肌肉、腱、皮肤等软组织；还有许多功能材料所构成的功能部件，如眼球晶状体是由晶状体蛋白包在上皮细胞组成的薄膜内而形成的无散射、无吸收、可连续变焦的广角透镜。
在生物体内生长有不同功能的材料和部件，材料科学的开展方向之一是模拟这些生物材料制造人工材料。
它们可以做生物部件的人工代替物，也可以在非医学领域中使用。
前者如人工瓣膜、人工关节等；后者那么有模拟生物黏合剂、模拟酶、模拟生物膜等2生物医用材料的分类生物材料应用广泛，品种很多，有不同的分类方法。
生物医用材料的种类及应用
生物医用材料的种类及应用
一、生物医用材料的种类
1、金属材料
金属材料具有良好的机械特性，其中常用的金属材料包括钛材料、钢
材料、不锈钢材料、铝合金等。
它们通常用于制造医疗器械（例如刀具、
针管、器官移植支架）以及一些器械设备，如内窥镜、微创手术的器具等。
2、陶瓷材料
陶瓷材料是一种熔体结晶性材料，具有良好的刚性、热导率和耐热性
特征，常用的陶瓷材料包括氧化铝陶瓷、三氧化硅系陶瓷、氧化铝自熔质
陶瓷等。
它们在医疗领域的应用非常广泛，如制造血液净化膜、体外血液
流变仪等。
3、高分子材料
高分子材料是以热塑性聚合物为主的多种物质的总称，具有良好的柔
韧性和可加工性，常用的高分子材料有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚甲
醛等。
它们的应用主要是用于制造生物相容性的医疗器械。
例如人工植入物、组织修复材料、心脏假体等。
4、纳米材料
纳米材料是指重量在一吨以下，体积在10-9m3以下的微型材料。
纳
米材料具有极好的生物相容性，可以用于制造人工器官和生物体内的结构
材料，例如纳米纤维、纳米胶囊等。
二、生物医用材料的应用
1、生物活性器件
生物活性器件是将器件与生物体（例如人体）结合制成的新型器件。
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生物医用材料导论一、生物医用材料定义广义的生物材料：一是指用于生物体内的材料，达到治疗康复的目的，例如隐形眼镜、人工髋关节；二是指来源于生物体，可能用于或不再用于生物体内（这种不是本课程研究对象），例如动物皮革用于服装。
我们给生物医用材料明确的定义：对生物系统的疾病进行诊断、治疗、外科修复、理疗康复、替换生物体组织或器官（人工器官），增进或恢复其功能，而对人体组织不会产生不良影响的材料。
生物医用材料本身并不必须是药物，而是通过与生物机体直接结合和相互作用来进行治疗。
生物医用材料是一种植入躯体活系统内或与活系统相接触而设计的人工材料。
二、生物医用材料学科的研究内容1.各种器官的作用；2.生物医用材料的性能；3.组织器官与材料之间的相互作用。
专题一、生物医用材料的生物相容性及其生物学评价第一节、生物相容性概念和原理生物相容性，是生物医用材料与人体之间相互作用产生各种复杂的生物、物理、化学反应的一种概念。
生物医用材料必须对人体无毒、无致敏、无刺激、无遗传毒性、无致癌性，对人体组织、血液、免疫等系统不产生不良反应。
因此，材料的生物相容性优劣是生物医用材料研究设计中首先考虑的重要问题。
生物医用材料与组织、细胞、血液接触时，会产生各种反应，（包括宿主反应（即机体生物学反应）和材料反应）。
材料与机体之间存在反应，会使各自的功能和性质受到影响，不仅使生物材料变形变性，还会对机体将造成各种危害。
下图列出相互影响产生的后果。
多数医用材料很难保持植入时的形状、物理化学性能。
引起生物医用材料变化的因素有：(1)生理活动中骨路、关节、肌肉的力学性动态运动；(2)细胞生物电、磁场和电解、氧化作用；(3)新陈代谢过程中生物化学和酶催化反应；(4)细胞粘附吞噬作用；(5)体液中各种酶、细胞因子、蛋白质、氨基酸、多肽、自由基对材料的生物降解作用。
生物医用材料及装置植入人体后，引起三种生物学反应：组织反应、血液反应和免疫反应。
引起生物体反应的因素有：(1)材料中残留有毒性的低分子物质；(2)材料聚合过程残留有毒性、刺激性的单体；(3)材料及制品在灭菌过程中吸附了化学毒剂和高温引发的裂解；(4)材料和制品的形状、大小、表面光滑程度；(5)材料的酸碱度。
生物相容性的分类生物医用材料的生物相容性分为两类：若材料用于心血管系统与血液直接接触，主要考察与血液的相互作用，称为血液相容性；若与心血管系统外的组织和器官接触，主要考察与组织的相互作用，称为组织相容性或一般生物相容性。
第二节组织相容性组织相容性要求医用材料植入体内后与组织、细胞接触无任何不良反应。
在组织相容性中，人们最关心的两个问题是材料与炎症和材料与肿瘤。
于是就可能有下述三种情况：毒性反应：如果植入物的毒性大，使周围的细胞组织无法正常代谢，导致细胞死亡，产生“非细菌性脓肿”。
其结果是，脓肿组织酸度高，腐蚀性大，将加速对金属表面的腐蚀，而更多的腐蚀产物又加速组织的坏死。
包绕反应：如果植入物体积大，毒性适中，周围组织中的成纤维细胞大量沉积胶原纤维，从而形成一层致密的纤维包绕层，使植入物与组织隔开。
其结果是，一方面金属不再与组织液过多接触，降低了腐蚀速度，另一方面周围组织降低了与金属表面的接触，从而使副作用降低到最低的限度。
活性反应：如果材料体积大但毒性很小，周围组织受影响小，形成的包绕层疏松且薄，包绕层中有血管产生，有时候还可以观察到上皮细胞组织直接与植入物接触。
影响生物相容性的因素：1. 材料的化学成分；2. 表面的化学成分；3. 形状和表面的粗糙度：生物医用材料诱发肿瘤可能与下列因素有关：(1)动物试验证实，引起肿瘤的原因与植入材料的外形有明显的相关性。
(2)与植入材料的埋植方法有关。
连续放置的片状材料恶性肿瘤发生率明显高于打孔放置的片状材料。
(3)与植入材料表面的租糙程度有关。
若材料表面光滑，肿瘤发生潜伏期短；若材料表面粗糙，肿瘤发生潜伏期延长。
(4)被致癌物污染的材料或生物老化时能释放致癌物的材料，植入动物体内能诱发恶性肿瘤。
(5)与植入材料在体内形成的纤维包膜厚度有关。
植入一年时，材料的外包膜厚度超过0.25mm---0.3mm就有可能诱发恶性肿瘸。
(6)材料中残留的有毒或刺激性的小分子物质使局部组织长期受毒或受刺激，可诱发恶性肿瘤。
第三节血液相容性生物材料对血液影响主要有以下几方面：a) 血小板激活、聚集、血栓形成；b) 凝血系统和纤溶系统激活、凝血机能增强、凝血系统加快、凝血时间缩短；c) 红细胞膜破坏、产生溶血；d) 白细胞减少及功能变化；e) 补体系统的激活或抑制；f) 对血浆蛋白和细胞因子的影响。
影响血液相容性的因素：1. 材料表面光洁度：表面越粗糙，暴露在血液上的面积就越大，凝血的可能性就增大。
2. 表面亲水性：亲水性材料比疏水性材料有更好的血液相容性。
3. 表面带电性：表面带负电的材料具有更好的血液相容性。
目前使用较多的抗凝血的表面：1. 肝素表面。
肝素是一种糖。
2. 低温裂解碳。
3. 二氧化钛表面，氧化钽表面。
凝血大致过程是：材料与血液接触的数秒内，首先被材料吸附的是血浆蛋白（白蛋白、r-球蛋白、纤维蛋白原等），然后血小板在材料表面粘附、聚集、变形，向血小板血栓形成的方向发展，同时血液内一系列凝血因子相继被激活（凝血系统、纤溶系统被激活），参与到材料表面的血栓形成过程，最终形成红血栓。
生物医用材料与血小扳当血小板与进入血管内的材料接触时，血小板会被激活。
由于血液分子细胞学的发展，已在分子水平上搞清了血小板激活、粘附、聚集、释放反应。
生物医用材料与补体系统补体(complement)是血液中的一群蛋白质。
是存在于正常人和动物血清与组织液中的一组经活化后具有酶活性的蛋白质。
一般认为补体在机体抵御感染中起重要作用。
人体补体系统是由20余种理化性状和免疫特性不同的血清蛋白组成，通常以非活化状态的前体分子形式存在血清中，约占血浆球蛋白总量的15％。
当因某种原因(植入体内的材料)激话补体时、补体各成分便按一定顺序呈链锁的酶促反应，即补体活化。
补体激活对机体产生下面的影响：(1)可引起患者过敏症状。
患者首次透析时出现头痛、恶心、呕吐等症状。
(2)在透析时观察到患者有血氧下降或低血压现象。
这是由于大量嗜中性白细胞聚集于肺毛细血管中，影响肺泡的换氧功能，出现缺氧现象。
(3)C3b将引起白细胞在材料表面粘附，促进血小板聚集，参与血栓的形成。
(4)出现慢性并发症，如易感染、恶性肿瘤发生率增加、软组织钙化，特别是肺泡细胞纤维化、钙化及动脉硬化。
(5)植入物的表面拈附大量的白细胞，是由于C3b结合在材料表面，起到白细胞在材料表面粘附的调理作用。
第四节、生物医用材料的生物相容性评价1、生物学评价项目的选择：不同用途的生物医用材料和医疗器械的生物学评价项目的内容和水平都不相同。
项目选择主要依据医疗器械和材料的用途、接触人体的部位和接触时间。
具体有如下几点：(1)接触部位有体表和体内组织、骨骼、牙齿、血液；(2)接触方式有直接接触和间接接触；(3)接触时间是：暂时接触小于24小时，中短期接触长于24小时至30日，长期接触长于30日；(4)用途：一般的功能、生殖与胚胎发育及生物降解。
第五节骨组织反应用于骨修补和骨替代的材料除了用软组织反应的宿主反应来评价其生物相容性外，还应具备一些特殊的生物学性能：骨生物活性、骨诱导性(osteo-inductive)、骨传导性(osteo-conductive)：1、骨生物活性：大部分材料植入骨组织后，在材料与骨组织的界面上存在一层结蒂组织，由胶原纤维组成。
通常，材料生物相容性高，软组织层薄；生物相容性低，软组织层厚。
这类生物材料，被认为为无生物活性，材料与骨的界面结合力较低。
2、骨诱导性：具有骨诱导性的材料，当其被植入在软组织中时，也能在其表面生长出骨组织。
基本原理是材料释放某些元素，诱导软组织中的间充质细胞分化成成骨细胞，再由成骨细胞沉积骨组织。
3、骨传导性：只能在骨组织中，促进骨细胞在材料表面生长并沉积羟基磷灰石的材料，通常被认为具有骨传导性。
就这一点看，骨传导性与生物活性可以等同。
骨传导性不是骨诱导性。
4、影响骨相容性的因素：材料化学性质，尤其是表面的化学性质；材料的表面粗糙度。
5、评价骨相容性的参数：宏观上用材料-骨界面拉脱应力表示，正应力或剪切应力；微观上用材料-骨界面发生直接结合的比例表示。
专题二、生物医用材料表面改性生物材料长期(或临时)与人体接触时，必须充分满足与生物体环境的相容性。
一、表面形貌与生物相容性生物材料的生物相容性除了与材料表面化学状态有关外，还与材料的表面形貌密切相关。
表面平整光洁的材料与组织接触后，周围形成的是一层较厚的与材料无结合的包裹组织。
控制材料表面的粗糙化主要合以下方法：(1)用精密的机械加工方法在材料表面加工出约500μm尺寸的螺线、台阶和孔；(2)用微机械和微刻蚀技术获得3μm-10μm深度且距离和形状均可精确控制的粗糙表面；(3)用等离子体喷徐复型方法及离子束轰击方法获得精确的表面显微形貌。
二、生物医用材料的表面修饰材料表面修饰是材料改性的最直接方法。
进行表面修饰有以下几种方法：1)种植内皮细胞正常血管的血管壁表面内皮细胞层。
是维持血管表面不发生凝血的重要组织。
2)涂布白蛋白涂层材料与血液接触时，首先在材料表面吸附血浆蛋白。
3)聚氧化乙烯表面接枝材料表面具有一端悬挂的长键结构，是材料表面具有良好血液相容性的一个条件。
4)磷脂基团表面将2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱(MPc)接枝到疏水性高分子材料(如聚甲基丙烯酸正丁酯)表面，材料的血液相容性大幅度提高；当在纤维素表面接枝的MPc的摩尔分数达到0.3时，甚至在不加抗凝剂的全血中，血细胞几乎不粘附到树料表面。
三、等离子体表面改性等离子体是一种全部或部分电离的气态物质，含有亚稳态和激发态的原子、分子、离子，并且电子、正离子、负离子的含量大致相等。
1）等离子体表面聚合等离子体表面聚合是对有机气态单体等离子体化，使它产生各类基团，这些活性基团之间以及活性基团与单体之间进行加成反应，形成聚合膜。
2)等离子体表面处理等离子体表面处理主要是用非聚合性的无机气体(如Ar、N2、H2、02)产生的等离子体对高分子材料进行处理，在表面导入各种官能团(如-OH、-OOH等)，使材料表面的润湿性和表面张力显著变化，使蛋白质及细胞在材料表面的粘附行为发生变化，进而对材料的血液相容性和组织相容性产生影响。
3)等离子体表面接枝等离子体接枝聚合的过程是：首先将高分子材料进行等离子体表面处理，使表面产生活性基团，形成活性中心，然后与单体接触，引发单体与基体表面进行接枝聚合反应。
四、离子注入表面改性由离子源产生离子，通过质量分析器的磁偏转作用对离子进行选择，只选择一种质量的离子通过，离子经强电场或多级电场加速后由静电透镜聚焦，利用静电扫描器扫描，轰击样品的表面，实现离子注入。